RU222060U1 - Устройство для придания асинхронному электродвигателю с ротором типа "беличье колесо" многоскоростного режима работы - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники. Техническим результатом является повышение надежности грузового механизма с асинхронным электродвигателем, имеющим ротор типа "Беличье колесо", с обеспечением многоскоростного режима работы. Устройство для придания асинхронному электродвигателю с ротором типа «Беличье колесо» многоскоростного режима работы представляет собой электрошкаф, содержащий отдел балластных сопротивлений и отдел пусковой аппаратуры, которые разделены между собой перегородкой. В отделе пусковой аппаратуры установлены электромагнитные пускатели П1-П4, пускатель П5, двухполюсной автоматический выключатель, трехфазный линейный контактор К1, трехфазные контакторы реверса К2, К3 и трехфазный контактор динамического торможения, состоящий из трех контактов К4. Диодный мост состоит из диодов Д1-Д6, соединенных между собой и с силовыми контактами пускателей гибкими проводниками с опресованными наконечниками. В отделе балластных сопротивлений установлены балластное сопротивление динамического торможения Р1 и балластные сопротивления скоростей Р2-Р4. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и касается усовершенствования асинхронного электродвигателя с ротором типа «Беличье колесо» за счет придания ему многоскоростного режима работы.

Из уровня техники известно изобретение CN 111371371 А (2020-07-03), раскрывающее систему статического преобразователя частоты асинхронного двигателя, относится к технической области силовой электроники и решает проблемы низкой скорости срабатывания и длительного времени регулирования традиционной системы регулирования скорости. Система включает трехфазную схему тиристорного выпрямления мостового типа, реактор, трехфазную схему тиристорного инвертирования мостового типа, конденсатор выходного фильтра и асинхронный двигатель. Между цепью тиристорного выпрямления и схемой инвертора включен электрический реактор, один конец электрического реактора подключен к общей катодной группе верхнего плеча моста схемы тиристорного выпрямления, а другой конец электрического реактора подключен к общей анодной группе верхнего плеча моста схемы тиристорного инвертора; конденсатор выходного фильтра имеет соединение звездой и подключен к выходу схемы тиристорного инвертора, а асинхронный двигатель подключен к выходу схемы тиристорного инвертора; система дополнительно содержит систему обратной связи с внешним контуром и систему обратной связи с внутренним контуром. Способ координирующего управления включает следующие этапы: вычисление опорного значения тока статора асинхронного двигателя; расчет угла проводимости схемы тиристорного выпрямления; формирование импульсного управляющего сигнала схемы тиристорного инвертора.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является изобретение RU 2020693 C1 (20.02.1991), которое используется в многоскоростных асинхронных электродвигателях. Обмотка выполнена с числами пар полюсов 1, 2, 4 и 8, составлена из 24 катушечных групп, последовательно согласно включенных в 9 частей, с определенным включением посредством четырех переключателей в указанных частях.

Недостатком данных технических решений является недостаточная надежность работы асинхронного электродвигателя.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка устройства для придания асинхронному электродвигателю многоскоростного режима работы.

Данная задача решается благодаря тому, что устройство для придания асинхронному электродвигателю с ротором типа «Беличье колесо» многоскоростного режима работы представляет собой электрошкаф, который содержит отдел балластных сопротивлений и отдел пусковой аппаратуры, которые разделены между собой при помощи перегородки, при этом в отделе пусковой аппаратуры установлены электромагнитные пускатели П1-П4, пускатель П5 гидротолкателя, двухполюсной автоматический выключатель, трехфазный линейный контактор К1, трехфазные контакторы реверса К2, К3 и трехфазный контактор динамического торможения, состоящий из трех контактов К4, причем трехфазный диодный мост состоит из диодов Д1-Д6, установлены на алюминиевых радиаторах, закрепленных при помощи болтов к текстолитовому изолятору, который в свою очередь закреплен болтами к корпусу отдела пусковой аппаратуры, при этом диоды Д1-Д6 соединены между собой и с силовыми контактами пускателей П1, П4 гибкими проводниками с опресованными наконечниками, причем гидротолкатель установлен на грузовой лебедке крана, а в отделе балластных сопротивлений установлены балластное сопротивление динамического торможения Р1 и балластные сопротивления скоростей Р2-Р4, причем все электрическое оборудование крепится в электрошкафу с помощью болтовых соединений и соединяются между собой с помощью гибких медных проводников с опрессованными наконечниками болтовым соединением.

Техническим результатом является повышение надежности грузового механизма с асинхронным электродвигателем, имеющим ротор типа "Беличье колесо" с обеспечением многоскоростного режима работы.

Данное устройство дает экономию энергии за счет меньшего количества всевозможных электроприборов при изготовлении: грузовых подъемных электромеханизмов, транспортерных лент и так далее, то есть везде, где требуется включение асинхронного электродвигателя с ротором типа «Беличье колесо» под большой нагрузкой. Вдобавок электродвигатель с ротором типа «Беличье колесо» значительно дешевле и надежнее электродвигателя с «Фазным ротором» той же мощности, которые на данный момент применяются на строительных башенных кранах. Также данное устройство дает экономию и при обслуживании кранов с электродвигателями типа «Беличье колесо» за счет простоты схемы с меньшим количеством электроприборов, а отсюда следует меньшее количество поломок, и меньшее количество простоев из-за поломки оборудования. Устройство может применяться на грузовых башенных кранах типа КБ-405 или на любых других кранах с электроприводом.

Сущность полезной модели поясняется чертежами:

Фиг. 1 - схематичный вид устройства;

Фиг. 2 - электрическая схема устройства.

На фигурах обозначено: 1 - диод Д1; 2 - диод Д2; 3 - диод Д3; 4 - диод Д4; 5 - диод Д5; 6 - диод Д6; 7 - линейный контактор К1; 8 - контакт К2; 9 -контакт К3; 10 - контакт К4; 11 - балластное сопротивление динамического торможения Р1; 12 - балластное сопротивление скорости Р2; 13 - балластное сопротивление скорости Р3; 14 - балластное сопротивление скорости Р4; 15 -электродвигатель; 16 - электромагнитный пускатель П1; 17 - электромагнитный пускатель П2; 18 - электромагнитный пускатель П3; 19 -электромагнитный пускатель П4; 20 - пускатель П5; 21 - двухполюсной автоматический выключатель; 22 - гидротолкатель; 23 - отдел балластных сопротивлений; 24 - отдел пусковой аппаратуры.

Устройство для придания трехфазному асинхронному электродвигателю с ротором типа «Беличье колесо» многоскоростного режима работы (Фиг. 1) состоит из электрошкафа, который содержит отдел балластных сопротивлений 23 и отдел пусковой аппаратуры 24. Между собой отделы разделены при помощи перегородки. В отделе пусковой аппаратуры 24 установлено следующее электрическое оборудование: электромагнитные пускатели 16-19 (П1-П4) с силой тока в 60А каждый, пускатель 20 (П5) гидротолкателя 22 с силой тока 25А, двухполюсной автоматический выключатель 21 с силой тока 10А для защиты цепей управления от коротких замыканий, трехфазный линейный контактор 7 (К1) с силой тока 120А, трехфазный контактор реверса с силой тока 120А с контактами 8 (К2) и 9 (К3) и трехфазный контактор динамического торможения с силой тока 120А, состоящий из трех контактов 10 (К4). Трехфазный диодный мост состоит из диодов 1-6 (Д1-Д6) 10 класса с силой тока в 200А каждый. Диоды 1-6 (Д1-Д6) установлены на алюминиевых радиаторах, закрепленных при помощи болтов к текстолитовому изолятору, который в свою очередь закреплен болтами к корпусу отдела 24. Диоды 1-6 (Д1-Д6) соединены между собой и с силовыми контактами пускателей 16 (П1), 19 (П4) гибкими проводниками с опресованными наконечниками, согласно схеме на фиг. 2. У пускателей 16-19 (П1-П4) все три силовых контакта запараллелены для увеличения мощности и срока их службы. Гидротолкатель 22 установлен на грузовой лебедке крана. В отделе балластных сопротивлений 23 установлены балластное сопротивление динамического торможения 11 (Р1) и балластные сопротивления скоростей 12-14 (Р2-Р4). Сопротивления 11-14 (Р1-Р4) представляют собой БРФ-резисторы фехралевые. Устройство подключается к выводу электродвигателя 15 с ротором типа «Беличье колесо» мощностью 50 кВт, напряжением 380 вольт, 1000 об/мин. Вывод электродвигателя 15 представляет собой медный гибкий провод, идущий от обмотки электродвигателя 15 наружу и заканчивающийся стандартной клеммой для подключения питающего кабеля, который в свою очередь подключается к контактам 8 (К2), 9 (К3). Изменение оборотов трехфазного электродвигателя 15 происходит за счет изменения токов в его обмотках пускателями 17-19 (П2-П4), шунтирующих сопротивления 12-14 (Р2-Р4). Сопротивления 12-14 (Р2-Р4) соединены между собой последовательно гибкими медными проводами с опресованными медными наконечниками с помощью болтов и гаек. Электрошкаф выполнен в виде металлического параллелепипеда с размерами 1700×1500×300 мм. Все электрическое оборудование крепится в электрошкафу с помощью болтовых соединений и соединяются между собой с помощью гибких медных проводников с опрессованными наконечниками болтовым соединением. Данное устройство служит для придания асинхронному электродвигателю с ротором «Беличье колесо» многоскоростного режима работы и может применятся на грузовых башенных кранах типа КБ-405 или на любых других кранах с электроприводом.

Устройство работает следующим образом.

С линейного контактора 7 (К1), который включается с кабины крана крановщиком, напряжение поступает на реверсивный контакт 8 (К2) (подъем груза), или на контакт 9 (К3) (опускание груза) от командоконтроллера крановщиком. Затем электрический ток, пройдя через обмотки электродвигателя 15, поступает на трехфазный диодный мост. А также срабатывает пускатель 20 (П5), включающий гидротолкатель 22, растормаживающий вал электродвигателя 15 и включается пускатель 16 (П1). Переменный электрический ток через обмотки электродвигателя 15 приходит на трехфазный диодный мост, а с него уже постоянный ток проходит через балластные сопротивления 12-14 (Р2-Р4) и возвращается на асинхронный электродвигатель 15 с ротором типа «Беличье колесо», который начинает работать на своей первой скорости.

При включении следующей скорости постоянный ток электродвигателя 15 от диодного моста проходит через замкнутые контакты пускателей 16 (П1), 17 (П2) блокирующие сопротивление 12 (Р2) и за счет этого, уже больший ток поступает на асинхронный электродвигатель 15, который начинает работать на второй скорости.

При включении третьей скорости постоянный ток через замкнутые контакты пускателей 16 (П1), 17 (П2), блокирующие сопротивление 12 (Р2), и через замкнутый контакт пускателя 18 (П3) блокирует сопротивление 13 (РЗ) в связи с чем ток увеличивается и приходит на электродвигатель 15, и он начинает работать на своей третьей скорости.

При включении четвертой скорости электродвигателя 15, электрический ток через замкнутые контакты пускателей 16 (П1), 17 (П2), блокирующие сопротивление 12 (Р2), через замкнутый контакт пускателя 18 (П3) блокирующий сопротивление 13 (Р3) и через замкнутый контакт пускателя 19 (П4) блокирующий сопротивление 14 (Р4) увеличивается и приходит на электродвигатель 15, который начинает работать на своей четвертой скорости. То есть электродвигатель 15 с ротором типа «Беличье колесо» начинает работать на своей номинальной мощности, так как все сопротивления 11-14 (Р1-Р4), ограничивающие ток в цепи электродвигателя 15 закорочены контактами пускателей 17-19 (П2-П4).

Таким образом, увеличивая в электросхеме количество пускателей П и количество сопротивлений Р можно легко и просто увеличивать количество скоростей крана, по желанию заказчика, до нужного числа.

Динамическое торможение крана работает следующим образом. Оно состоит из контакта 10 (К4) и сопротивления 11 (Р1) и при включения этого режима работы отключаются контакторы реверса с контактами 8 (К2) и 9 (К3), а контакт 10 (К4) включается, включен также и гидротолкатель 22. Ротор «Беличье колесо» под воздействием строительного груза вращается в магнитном поле, созданным током с положительными импульсами, приходящих с диодов 1-3 (Д1-Д3). Через сопротивление 11 (Р1) электрическая цепь динамического торможения замыкается и груз медленно опускается до нужной строителям высоты.

Преимущества данной полезной модели:

- Простота изготовления устройства, за счет минимального количества деталей. В электросхеме управления двигателя с фазным ротором их количество значительно больше. К тому же, заявленное устройство позволяет работать любому асинхронному электродвигателю с ротором типа "Беличье колесо" с любым количеством скоростей, что на данный момент из уровня техники не выявлено.

- При использовании данной полезной модели значительно увеличивается надежность работы и срок службы грузоподъемного устройства или любого другого механизма, работающего в большом нагрузочном режиме за счет большого количества скоростей.

- Полезная модель может иметь различные мощности, тем самым может работать с различными асинхронными электродвигателями с ротором типа «Беличье колесо», которым необходим многоскоростной режим работы.

- Данное устройство имеет небольшие габариты и может устанавливаться в любом удобном месте.

Данное устройство обеспечивает многоскоростной режим асинхронному электродвигателю с ротором типа "Беличье колесо" и увеличивает надежность всему крановому грузоподъемному механизму за счет заявленного простого устройства. Чем больше у механизма будет скоростей, работающих под большой нагрузкой, тем меньше будет у них поломок. Представим себе строительный кран, подымающий груз только на одной большой скорости, произойдет механический удар, в результате которого произойдет поломка редуктора, выйдет из строя соединительная муфта, сгорит от перегрузки электродвигатель и прочие элементы, и такой кран не прослужит недолго. Данная полезная модель исключает описанные недостатки, так как вся эта начальная нагрузка может быть распределена в одинаковой пропорции за счет заявленного устройства на 4-10 скоростей, и подъемный механизм такого крана будет работать без поломок многие годы. Таким образом, заявленное устройство способствует увеличению долговечности подъемного механизма крана.

- Низкая себестоимость за счет небольшого количества электрических приборов, требуемых для его изготовления, в отличие от известных аналогов.

Claims (8)

1. Устройство для придания асинхронному электродвигателю с ротором типа «Беличье колесо» многоскоростного режима работы, отличающееся тем, что представляет собой электрошкаф, который содержит отдел балластных сопротивлений и отдел пусковой аппаратуры, которые разделены между собой при помощи перегородки, при этом в отделе пусковой аппаратуры установлены электромагнитные пускатели П1-П4, пускатель П5 гидротолкателя, двухполюсной автоматический выключатель, трехфазный линейный контактор К1, трехфазные контакторы реверса К2, К3 и трехфазный контактор динамического торможения, состоящий из трех контактов К4, причем трехфазный диодный мост состоит из диодов Д1-Д6, установлены на алюминиевых радиаторах, закрепленных при помощи болтов к текстолитовому изолятору, который в свою очередь закреплен болтами к корпусу отдела пусковой аппаратуры, при этом диоды Д1-Д6 соединены между собой и с силовыми контактами пускателей П1, П4 гибкими проводниками с опресованными наконечниками, а в отделе балластных сопротивлений установлены балластное сопротивление динамического торможения Р1 и балластные сопротивления скоростей Р2-Р4, причем все электрическое оборудование крепится в электрошкафу с помощью болтовых соединений и соединяются между собой с помощью гибких медных проводников с опрессованными наконечниками болтовым соединением.

2. Устройство для придания асинхронному электродвигателю с ротором типа «Беличье колесо» многоскоростного режима работы по п. 1, отличающееся тем, что диоды Д1-Д6 десятого класса с силой тока 200А у каждого.

3. Устройство для придания асинхронному электродвигателю с ротором типа «Беличье колесо» многоскоростного режима работы по п. 1, отличающееся тем, что сила тока каждого электромагнитного пускателеля П1-П4 равна 60А.

4. Устройство для придания асинхронному электродвигателю с ротором типа «Беличье колесо» многоскоростного режима работы по п. 1, отличающееся тем, что сила тока пускателя П5 гидротолкателя равна 25А.

5. Устройство для придания асинхронному электродвигателю с ротором типа «Беличье колесо» многоскоростного режима работы по п. 1, отличающееся тем, что сила тока двухполюсного автоматического выключателя равна 10А.

6. Устройство для придания асинхронному электродвигателю с ротором типа «Беличье колесо» многоскоростного режима работы по п. 1, отличающееся тем, что сила тока трехфазного линейного контактора К1, трехфазных контакторов реверса К2, К3 и трехфазного контактора динамического торможения равна 120А.

7. Устройство для придания асинхронному электродвигателю с ротором типа «Беличье колесо» многоскоростного режима работы по п. 1, отличающееся тем, что сопротивления Р1-Р4 представляют собой БРФ-резисторы фехралевые.

8. Устройство для придания асинхронному электродвигателю с ротором типа «Беличье колесо» многоскоростного режима работы по п. 1, отличающееся тем, что электрошкаф выполнен в виде металлического параллелепипеда с размерами 1700×1500×300 мм.